DE488181C - Selbsttaetige Einstellvorrichtung fuer Druckluftbremsen - Google Patents

Description

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine selbsttätige Einstellvorrichtung für Druckluftbremsen, insbesondere für Eisenbahnen.

Bei derartigen Bremsvorrichtungen betätigt der Kolben des Bremszylinders mittels eines Gestänges die Bremsklötze. Das Gestänge wird zunächst so eingestellt, daß die Bremsklötze senkrecht zu dem Anliegepunkt bewegt werden.

Bei dieser Lage soll der Kolben im Bremszylinder die Äuslaßnut mindestens 100 mm überdecken. Unter diesen Verhältnissen wird mit dem Minimum an Druckluft das Maximum der Bremsleistung erzielt. Diese günstigsten Verhältnisse werden aber durch die Abnutzung der Bremsklötze bzw. der Räderbandagen ständig verändert. Man hat deshalb selbsttätige Einstellvorrichtungen zum Ausgleichen dieser durch den Betrieb veränderlichen Verhältnisse vorgeschla-

ao -gen, und zwar beispielsweise dadurch, daß man die Verbindungsstange zwischen den Bremshebeln verkürzt hat, um das Spiel zwischen Bremsklotz und der Radbandage zu verringern. Ebenso hat man anderweitig die selbsttätige Regelung des Kolbenhubes dergestalt vorgeschlagen, daß die Kolbenstange, welche das Hebelgestänge betätigt, selbsttätig verlängert oder verkürzt wird. Mit allen diesen Vorschlägen kann aber nicht die größte Bremswirkung bei geringstem Luftverbrauch sichergestellt werden. Dazu ist es vielmehr erforderlich, daß parallel zu der Verbindungsstange zwischen den Bremshebeln ein selbsttätiges Ausdehnungselement und gleichzeitig in dem Seitengestänge je ein Reduzierelement eingebaut wird. Erst durch das Zusammenwirken dieser beiden Mittel, dem Ausdehnungselement Und dem Reduzierelement, wird der vorliegende Erfindungszweck vollständig auch bei noch so großer Abnutzung der Bremsklötze bzw. der Räderbandage erreicht.

An Hand der Zeichnungen sollen die Verhältnisse näher erläutert werden.

In der Abb. 1 wie auch in den anderen nachfolgenden Abbildungen sind die Zylinder und die Hebel A, B und C, D in senkrechter Ebene dargestellt und dies mit Rücksicht auf die Übersichtlichkeit der Abbildungen, während sie in Wirklichkeit in einer waagerechten Ebene liegen, die durch die Endpunkte der an das Bremsgestänge angeklinktenHebel gelegt zudenken ist.

Die bekannten EinsteEvorrichtungen regem den Kolbenhub nur auf eine mittlere Hublänge von 150 mm, indem sie entweder die FixpunkteC zu verschieben bestrebt sind oder indem sie das Gestänge B, E und D, F verkürzen, wodurch auch die Stellung der Hebel A, B und C, D verändert und der Wirkungsgrad des Gestänges vermindert wird. Um die Nachteile dieser bisherigen Anordnung und die Aufgabe zu verstehen, die die vorliegende Erfindung sich stellt, ist es zweckmäßig, auf die Forderungen einzugehen, welche für eine absolut einwandfreie Wirkungsweise gestellt werden müssen.

Bei waagerechten Zylindern mit einem Kolben

erhält man eine einfache und gute Montage, indem man den Zylinder auf einer Seite des Fahrzeuges fest montiert und die Kraft P auf das Bremsgestänge durch zwei waagerechte Hebelt. ,B und C, D überträgt, wobei diesebeiden HebelJ., B und C, D unter sich durch eine Verbindungsstange M in ihrer Mitte verbunden sind. Einer dieser Hebel ist an das Ende der Kolbenstange angestiftet, der andere Hebel ist auf dem

to Zylinderkopf als Fixpunkt montiert. Die Armlängen α und δ (Abb. 2) der beiden Hebel sind untereinander gleich.

Um den besten Wirkungsgrad zu erreichen, müssen die Hebel dergestalt montiert werden, daß sie senkrecht zur Zylinderachse stehen, wenn der Kolben seine Mittelstellung besitzt, d. h. bei einem Kolbenhub S = 150 mm.

Zu diesem Zwecke müssen die Strecken X und Y (Abb. 2) folgende Bedingungen erfüllen,

ao wobei X und Y den Weg bezeichnen, den die Gestängeköpfe durchlaufen, wenn der Kolben in seiner Ruhestellung sich befindet gegenüber der Stellung, wo die Räder freigegeben werden, und wobei 5 den gesamten Kolbenhub bezeich-

»5 net. Es ergibt sich dann folgende Formel:

„ b S b X= — · —= — · 75 mm a 2 a

Y= S+ X= 150+ A- 75.

Diese Gleichung zeigt, daß, wenn die beiden Hebelarme α und b der waagerechten Hebel untereinander gleich sind, für die Wege sich folgende Größen ergeben:

' X= 75 ■

Y= 225.

Man regelt meistenteils auf den Eisenbahnwagen die Bremsgestänge dergestalt, daß die Wege X

\o und Y gleich sind. Diese Anordnung ist aber, wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, augenscheinlich falsch.

Die Einstellvorrichtung in Gemäßheit der vorliegenden Erfindung erfüllt nun die Aufgabe, ganz selbsttätig bei konstantem Hub des Kolbens von 100 mm eine senkrechte Stenung der Horizontalhebel A, B und C, D zu gewährleisten, wenn die Bremsklötze die Räder berühren. Auf diese Weise wird der Luftverbrauch ein Minimum, und gleichzeitig erhält man das Maximum der Bremswirkung. Die vorstehenden Gleichungen werden alsdann:

X= — 50 = 50 (anstatt 75 mm) Y= 100H 50= 150 (anstatt225mm).

Wenn die Hebel montiert und eingestellt sind,

so beobachtet man die Werte X und Y, welche unveränderlich bleiben, sobald die Bremsklötze offen sind und der Kolben in seiner äußersten Tieflage im Zylinder sich befindet. Infolgedessen bleiben die Hebel dergestalt, daß sie immer normal zur Zylinderachse sich befinden, wenn der Kolben einen Weg von 100 mm durchlaufen hat. Man erhält auf diese Weise stets das Optimum der Bremswirkung im Augenblick, wenn die Bremsklötze sich anlegen. Aber dies genügt noch nicht, um auch bei der Veränderung der Verhältnisse stets dies einmal eingestellte Optimum durchzuführen.

Infolgedessen geht die vorliegende Erfindung noch weiter, woraus sich noch weitere Vorteile ergeben. Auch bei noch so starker Abnutzung ist der Luftverbrauch ein Minimum, der Luftdruck in dem Bremszylinder ein Maximum, der Bremskoeffizient ist und bleibt auch außerordentlich hoch, das Bremsgestänge hat sein Optimum. Durch die Konstanz des Bremskoeffizienten werden die Kupplungen außerordentlich geschont, die Nachstellungen bzw. der ganze Bremsendienst wird wesentlich vereinfacht, insbesondere fällt die gesamte Handarbeit, die sonst stets eine sehr große Sorgfalt verlangt, vollständig weg. Dahinzu kommt, daß die Einstellvorrichtung in Gemäßheit der vorliegenden Erfindung außerordentlich einfach, praktisch, leicht und bülig ist. Ihre Unterhaltung verlangt keinerlei Aufmerksamkeit oder "Kosten, und der Anschaffungspreis ist go infolgedessen schnell ausgeglichen. Die Anordnung besteht aus einem Ausdehnungselement und zwei Reduktionselementen.

In den beiliegenden. Zeichnungen bedeutet: Abb. ι die bisherige Anordnung,

Abb. 2 in vergrößertem Maßstab die mathematischen Beziehungen, die bereits einleitend behandelt worden sind.

Abb. 3 stellt schematisch die vorliegende Erfindung mit dem Ausdehnungselement E und den ■ beiden Reduktionselementen F dar im Augenblicke, wenn die Bremsklötze angelegt werden.

Abb. 4 zeigt die gleiche Anordnung in der Offenstellung der Bremsen.

Abb. 5 und 5 a zeigen den Reduktionsautomaten F in vergrößertem Maßstabe.

Abb. 6 zeigt den Reduktionsautomaten F von vorn gesehen.

Abb. 7, 8, 9, 10, na, lib, nc zeigen Einzel- hq heiten des Reduktionsautomaten, während die Abb. 12a, 12b und 13 das Ausdehnungselement im Schnitt bzw. der Vorderansicht zeigen. Die Abb. 3 zeigt den Einbau der Gesamtanordnung der Einstellvorrichtung in Gemäßheit der vorliegenden Erfindung bei einem Bremsgestänge. Die Abb. 3 zeigt die konstante Normalstellung der Horizontalhebel während der Blockierung der Bremsen, wenn der Kolben sich mm von seiner tiefsten Lage im Zylinder entfernt hat.

Die Abb. 4 zeigt die Stellung, wenn die

Bremsen offen sind, wobei sich der Kolben am Ende des Zylinders befindet. Diese Lage stellt sich automatisch ein durch die Bewegung der Hebel A, B und C, D, die in ihrer Mitte die Verbindungsstange M tragen. Infolgedessen ist die Entfernung zwischen ihnen unveränderlich.

Die Hebel A, B und C, D sind einerseits an das Ende der Kolbenstange bzw. an einem Fixpunkt des Kolbendeckels befestigt. Andererseits sind sie an das Sperrklinkengehäuse 12 (Abb. 5) befestigt. Dieses Sperrklinkengehäuse 12 umschließt die Sperrklinkenstange 10, die das Bremsgestänge betätigt. In dem Sperrklinkengehäuse 12 sitzen zwei Sperrklinken 13, die in die Zähne der Zahnstange 10 eingreifen (Abb. 5). Die Sperrklinken 13 besitzen, wie Abb. 7 dies zeigt, eine über den Drehpunkt hinausreichende Nase, die sich gegen den Federteller 11 abstützt. Der Federteller 11 steht unter der Wirkung einer Feder 18, die sich gegen eine Manschette der Stange 10 abstützt (Abb. 5 a). Durch diese Feder 18 wird der Eingriff der Sperrklinke 13 in die Zahnstange 10 gewährleistet.

Wenn es in dem Bremsgestänge irgendwie Spiel gibt, sei es, daß die Bremsklötze abgenutzt sind oder die Bandagen abgedreht sind, so gehen diese Sperrklinkengehäuse 12 jeweils um einen Zahn wechselweise auf der Zahnstange 10 vor. Hierbei wird die Spannung der Feder 18 zwisehen der Manschette und dem Federteller so .. reguliert, daß eine Spannungsdifferenz von 5 mm eine Weiterschaltung um einen halben Zahn bewirkt, wenn die Zähne gegeneinander versetzt sind. Man erhält auf diese Weise einen konstanten Luftdruck auf den Kolben bei dem Maximalhub von 150 mm, gerechnet von seiner tiefsten Stellung im Zylinder während der Bremsperiode der Räder.
Die Längen der geschwenkten Hebel A, B und C, D bleiben untereinander gleich, wenn sie eine Bremsung ausführen (Abb. 3). Sie nehmen progressiv ihre senkrechte Stellung zur Zylinderachse ein in dem Maße, wie der Kolben seinen Hub auf 150 mm, gerechnet von seiner tiefsten Stellung im Zylinder, ausführt.

Die Bewegung dieser Hebel bewirkt, daß die Stange 1 des Ausdehnungsapparates in die Hülse 2 (Abb. 12 a¹ und 12 a²) eindringt. Die Stange 1 öffnet bei dieser Bewegung die Hebel 5, die auf ihrer Achse drehbar angeordnet sind, und drückt leicht auf die Scheibe 7 gegen deren Feder 8, während die Hülse 2 im entgegengesetzten Sinne in der Führung des Deckels des Ausdehnungsapparates E gleitet, bis die An-

schlagkanten seiner Nasen in die Öffnung der Scheibe 7 eintreten und sich auf diese Weise gegen die gegenüberliegende Seite des Gehäuses 3 abstützen. Dieses Eindringen der Stange 1 in die Hülse 2 (Abb. 12b¹ undi2b²), die in entgegengesetzter Richtung wirkt, reduziert die Entfernung zwischen den beiden horizontalen Hebern und stellt ihre Stellung senkrecht zu der Zylinderachse wieder her für den Augenblick der Blockierung der Räder, wenn der Zylinderhub seinen Hub maximal von 105 mm, von seiner tiefsten Stellung im Zylinder aus gerechnet, ausgeführt hat (Abb. 2). Die Länge der Zahnung der Zahnstange 10 der Reduktionselemente F und die der Stange 1 ebenso wie die Tiefe der Büchse 2 des Ausdehnungsapparates E (Abb .12a¹ und 12a²) sind so reichlich berechnet, um die gesamten Abnutzungen auszugleichen, die im Gestänge bei der Abnutzung der Bremsklötze oder beim Abdrehen der Radbandagen auf ihrem kleinsten Durchmesser irgendwie auftreten können.

Beim Öffnen der Bremsen werden in dem Maße, wie der Kolben wieder in seine tiefste Stellung im Zylinder unter der Wirkung seiner eigenen Kolbenfeder und unter der Wirkung der Feder R₁ (Abb. 2) zurückgeführt wird, die Stange 1 und die Hülse 2 sich wieder auseinanderschieben (Abb. 12b¹ und 12b²).

Die Stange 1 wird bei dieser Bewegung die Hebel 5 betätigen, die sich gegen sie stützen. Dadurch wird die Stange 1 mit der Zahnstange 10 kraftschlüssig verbunden. Sie nimmt das Gehäuse 3 des Ausdehnungselementes E mit, indem sie über die Außenseite der Hülse 2 gleitet, während diese ihrerseits im entgegengesetzten Sinne im Innern der Führung des Gehäusedeckels 4 des Ausdehnungsapparates E sich bewegt, bis das Innere seiner Anschläge sich gegen die gegenüberliegende Seite des Gehäusedeckels 4 anlegt. Auf diese Weise erlaubt diese Bewegung den waagerechten Hebern, die das Gestänge betätigen, ihre Bewegung frei auszuführen entsprechend der Kolbenbewegung bei seinem Verlaufe in dem Zylinder, um die Bremsen zu öffnen. .. Wenn das Bremsgestänge nur einen einzigen waagerechten Hebel aufweist, so braucht man nur ein Ausdehnungselement E und ein Reduktionselement F, aber der Hub derselben muß dann verdoppelt werden, um alle Abnutzungsmöglichkeiten ausgleichen zu können.

Infolge der Hinundherbewegung der Stange 1 in der Hülse 2 des Ausdehnungselementes E und infolge der Einstellung des Klinkengehäuses 12 auf der Zahnstange 10 des Reduktionselementes F arbeitet das Bremsgestänge immer mit dem Minimum des Hubes und mit dem Maximum der Leistung.

Das Ausdehnungselement (Abb. 12a¹ und 12a²) besteht demnach aus einerStange 1, einerHülse2, einem Gehäuse 3, einem Deckel 4, zwei Reibungsklinken 5 mitsamt dem Gehäuse, zwei Achsstiften 6, einer Scheibe 7 und einer Feder 8 mit zwei Überfallösen 9. Das Reduktionselement (Abb. 5) umschließt eine Zahnstange mit Federmanschette 10, einen Federteller 11, ein Klinkengehäuse 12, zwei Sperrklinken 13, zwei

Achsstifte 14, eine Führung 15 für die Zahnstange, zwei Nietstifte 16 und einen Achsstift für die Befestigung des Gestänges und eine Feder 18.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Selbsttätige Einstellvorrichtung für Druckluftbremsen zur Erzielung eines möglichst hohen Wirkungsgrades bei geringstem Luftverbrauch durch Verschwenken der dem Bremszylinder zunächst liegenden Bremshebel um die Anschlußpunkte einer festen Verbindungsstange in eine zur Bremszylinderachse rechtwinklige Lage, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Verbindungsstange (M) ein selbsttätiges Ausdehnungselement (E) und in den Seitengestängen je ein Reduzierelement (F) vorgesehen ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen